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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Avaliação experimental de um sistema de refrigeração em cascata utilizando o dióxido de carbono como fluido refrigerante
metadata.dc.creator: Souza, Luís Manoel de Paiva
metadata.dc.contributor.advisor1: Bandarra Filho, Enio Pedone
metadata.dc.contributor.referee1: Antunes, Arthur Heleno Pontes
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Daniel Dall'Onder dos
metadata.dc.contributor.referee3: Parise, Jose Alberto dos Reis
metadata.dc.contributor.referee4: Moreira, José Roberto Simões
metadata.dc.description.resumo: O presente estudo experimental avalia o desempenho de um sistema em cascata subcrítico usando o par R744/R134a como alternativa aos sistemas convencionais em expansão direta instalados em supermercados. O aparato experimental é, estrategicamente, separado em dois ciclos: o ciclo de baixa temperatura (BT), que é composto por um compressor semi-hermético alternativo de velocidade variável e uma válvula de expansão eletrônica que promove a evaporação direta do CO2 no interior de uma câmara fria para manter a temperatura interna de ar estável e o ciclo de alta temperatura (AT), originalmente, constituído por outro compressor semi-hermético alternativo para o R134a, uma válvula de expansão termostática e um condensador arrefecido a ar. Um trocador de calor a placas, que é, ao mesmo tempo, o condensador do R744 e o evaporador para o ciclo (AT), completa a bancada. Na metodologia adotada, os limites do sistema cascata original, R744/R134a foram explorados por meio da manipulação de dois parâmetros operacionais: o grau de superaquecimento (BT) variou entre 5 e 20 ºC, e a frequência de operação do compressor (BT) entre 40 e 65 Hz. Na segunda etapa, foi realizado o drop-in do R134a pelo R438A e, em sequência, o R404A foi introduzido no ciclo AT. Por meio dos resultados obtidos, constatou-se que o par R744/R438A atendeu melhor à condição de drop-in. O sistema R744/R404A também alcançou as mesmas faixas de operação do R134a, se mostrando apto à substituição. Em complemento, a estimativa dos impactos ambientais de cada par foi calculada através do método TEWI, total equivalent warming impact. O par R744/R134a apresentou os menores impactos, enquanto o sistema R744/R404A promoveu os maiores danos ao meio ambiente.
Abstract: This experimental study evaluates the performance of a cascade system in subcritical operation using the pair R744/R134a as an alternative to conventional direct expansion systems installed in supermarkets. The experimental apparatus is, strategically, separated into two cycles, the low temperature cycle (LT), which is composed of a reciprocating semi-hermetic compressor with variable speed control and an electronic expansion valve, that promotes direct evaporation of the CO2 inside a cold chamber to maintain the internal air temperature stable. The high temperature cycle (HT) is, originally, comprised of another reciprocating semi-hermetic compressor for R134a, a thermostatic expansion valve, and an air-cooled condenser. A plate heat exchanger, which is at the same time, the condenser for the R744 and the evaporator for the HT cycle, completes the bench setup. In the methodology, the limits of the original cascade system, R744/R134a, have been explored by manipulating two operational parameters: the degree of superheat (LT), 5 - 20 ºC, and the R744 compressor operating frequency, 40 - 65 Hz. In the second step was performed drop-in of R134a by R438A. And, in sequence, R404A was introduced into the HT cycle. Through the results, it was found that the pair R744/R438A attended the best drop-in condition. The R744/R404A system also achieved the same R134a operating ranges. In addition, the estimative of the environmental impacts of each pair was calculated using the TEWI method, the total equivalent warming impact. The pair R744/R134a had the lowest impacts, while the R744/R404A system promoted the worst damage to the environment.
Keywords: Engenharia mecânica
Refrigeração
Cascata
R744
R134a
R438A
R404A
Drop-in
Refrigeration
Cascade
TEWI
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: SOUZA, Luís Manoel de Paiva. Avaliação experimental de um sistema de refrigeração em cascata utilizando o dióxido de carbono como fluido refrigerante. 2016. 139 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
metadata.dc.identifier.doi: .
URI: x
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19852
Issue Date: 29-Jul-2016
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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